给中国人的键盘 —适合中英文双输入的键盘布局.ppt
给中国人的键盘 适合中英文双输入的键盘布局,摘要：,本文针对现有打字机键盘速度慢，输入难，手指易疲劳，没有考虑中文打字要求等特点，运用采访调查，科学计算分析，实践检验等手段，建立数学模型，并在人体工程学和心理学等理论的指导下，提出了适合中英文双输入的键盘布局。该布局结合了英文26个字母在不同类型文章中的出现频率，中文常用字词的出现频率，中英文常用字母对出现频率，中英文使用比例，各键位使用难易程度和手指灵活程度对字母的连续输入作出优化，并通过实验论证改进后的键盘布局可以以最快的速度长时间大幅度地进行信息录入。,关键词,英文录入：对英文使用频率进行统计排序 中文录入：对中文使用频率进行统计排序 拼音输入法：考虑拼音字母对出现情况 统计：统计处理数据 键盘优化：提出新的键盘方案 实践检验：检验新键盘的可靠性,研究目的及意义,目的：现有键盘的排列方式是为了降低人们打字速度以防机器故障。我们旨在提出新的键盘，提高打字速度适应人们更快生活的要求。,意义：研究提出新的键盘可以让人们花更少的时 间在电脑上，同时也给初学者提供一个方便，更好的学习快速打字,国内外研究现状及分析（文献综述）,1936年，华盛顿大学教授August Dvorak发明Dvorak键盘Choate John(1996)键盘Choate John(1998)键盘Harbaugh Gary键盘方敏.敏捷型键盘布局(2000)方敏.敏捷型计算机键盘布局(2003),创新点1、本文首次将中英文频率综合考虑，研究适合中国人使用的中英双录入键盘；2、首次对提出对键盘进行检验；3、首次用程序模拟、统计学、应用数学、工程学等多领域同时进行研究。4、首次分析键盘并给键盘位置的优劣排序,研究过程,1、用户意见调查2、英文字母出现频率3、中文拼音字母出现 频率4、中英文字母综合统计5、英文字母对出现频率,6、中文拼音字母对 出现频率7、手指操纵范围8、键盘分析9、键盘布局（研究 结果）10、实验论证,1、用户情况调查,为了得知用户的键盘使用情况，我们通过互联网发放了调查问卷，通过调查，我们得到以下结论：84%的用户赞成修改键盘；87%的用户使用拼音输入法录入中文；中英文平均使用频率比为4：1100%的用户认为键盘应避免单一手指多次按键,2、英文字母出现频率,取材及方法：用英文字频统计程序对各类语料情况下英文26个字母的出现频率进行统计（英文、学术类语料取自电子版英文、学术名著，新闻类语料取自各大英文新闻网站）。在该统计中，总体即为英文26个字母的出现频率，记为。从总体中取出3类语料：文学、学术以及新闻的样本（选取这3类语料是因为它们分别代表了英文输入的3种典型应用），每类语料的样本容量都大于10，每个样本统计字母数均为1,000,000。对于总体矩采用矩估计法，用样本均值估计总体均值E()，样本方差S2估计总体方差D()。,3、中文字母出现频率,取材及方法：对各类语料情况下中文拼音中26个字母的出现频率进行统计。统计语料为政治、文艺、科技等文献，共710,000单词。具体方法同英文。,4、中英文字母出现频率综合统计,计算依据：根据调查问卷，中英文的使用比为4：1，采用此数据对中英文频率进行加权。综合=英文*20%+中文*80%,5、中英文字母对出现频率,来源：“字母对”指的是几个字母在一起出现的字母组合。根据文献1，用CalcFreq英文字频统计程序统计得出了出现频率在前28位的字母对列表，将3类语料的字母对按出现频率由高到低的顺序排序。字母对：文学类：th he in er an re nd ou ha on at en ed to hi it ng or is as es st ar te of me学术类：th he in er re of on nd en es at or is it ti ed te ar st ha se al nt to hi新闻类：in th er on he an re es or at en te st ti ar nd al nt to it se ed co is ng ri,出现频率最高的28个英文字母对 an at ar al as er en es ed he ha in it is me ng nd on of or ou re st se th to ti te 出现频率最高的29个中文字母对：An ng ji ia zh he en sh in hi ao on hu ua xi ha ch ai Uo li fa yi ui gu ou de di ho yu,在排列键盘时，尽量避免上述字母对出现在同一手的操纵范围内,7、手指操纵范围,1打头的一列（1、Q、A、Z）由左手小指操纵2打头的一列（2、W、S、X）由左手无名指操纵3打头的一列（3、E、D、C）由左手中指操纵4、5打头的两列（4、R、F、V、5、T、G、B）由左手食指操纵6、7打头的两列（6、Y、H、N、7、U、J、M）由右手食指操纵8打头的一列（8、I、K、）由右手无名指操纵0打头的一列（0、P、;、/）由右手小指操纵假使打乱键盘顺序，手指操纵范围不会改变,8、键盘分析,弱化因素键盘输入的指法与键盘的内容无关，所以此变量不予以考虑，认为键盘的输入指法不变。键盘布局时，字符集数字在外周，有科学性，所以忽略此变量，认为键盘布局不变。横排分析：我们采取同龄人及青年人、中年人、老年人的样本，让他们的手正常水平放置（此位置正是人们使用键盘时手的位置），用量角器量出这些人的手指指尖、关节连线同手掌的夹角。同龄人与青年人的角度值域相差不多，分别为2530、2630。中年人手指稍有些老化，角度比青年人稍大，为2832。老年人手指的角度最大，为3035。人手正常放置手指与手掌的夹角范围约在25至32。即此时人手最舒适，也就是打字速度最快。,纵排分析 日常生活中，人们的四个手指（大拇指除外），食指应用最为广泛，且应用频率最高，应用越多，手指越灵活。手指的运动受神经的支配，而视觉可以辅助它，看得越清楚，速度越快。指若有很大的活动范围，那么它受其他手指的影响程度越小，手指越灵活。手指的长短影响它的舒适度，长度可以影响角度。根据这几点进行的综合评定，得到以下结论：食指灵活度中指灵活度无名指灵活度小指灵活度,9、键盘布局,根据统计的字母频率排序，以及给键盘排列的优劣顺序对号入座，得到以下键盘：,10、改进后键盘布局的检验,此部分正在完善之中，我们的基本思路是对照与控制变量。影响此试验的因素有很多。比如人们熟悉旧键盘，做实验的人对新键盘的熟练程度不可能同于旧键盘。所以把旧键盘对称一下。这样两个都是陌生的，实验有可靠性。,不足之处及改进还要完善实验，通过编程彻底改变键盘布局，用编好的键盘再进行实验，并联系公司进行进一步证实。,结束语,1、本文解决了键盘的优化排序问题，并提出了最优方案，具有广泛意义。2、本文数学模型及模型构建理论可用于其他文字键盘（如藏文键盘、回文键盘）和手机键盘的设计3、本文对各类字频的统计结果也适用于其他领域的研究。,参考文献,1 方敏等.英文输入用键盘布局的改进.计算机工程与设计,2004,25:12 马大猷等.声学手册.北京:科学出版社,2004,7,
